Электронно-лучевой осциллограф.

Класс оциллографов сегодня может быть поделен на две сильно различающиеся группы:

1)Аналоговые (электронно-лучевые и светолучивые);

2)Цифровые.

Каждая из этих групп имеет свои функциональные возможности, достоинства и недостатки, метрологические и эксплуатационные характеристики, свои области и специфику применения.

Электронно-лучевой осциллограф (ЭЛО) начал применятся в 30-е годы, и предназначен для изучения различных динамических процессов в реальном времени.

Упрощенно его структуру можно представить, тремя основными частями (рис 4.1) [1].

1- Канал вертикального отклонения луча (каналY);

2- Канал горизонтального отклонения (каналX);

3- Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Назначение каналов (Y и X) – преобразование входных исследуемых или вспомогательных напряжений до уровней, необходимых для управления потоком электронов в ЭЛТ. Назначение ЭЛТ – формирование изображения исследуемого сигнала или изображения, отражающего результат взаимодействия двух или нескольких сигналов.

Каналы вертикального и горизонтального отклонения.

Итак, канал Y содержит делитель напряжения (Д), усилитель (Y_Y) и переключатель SW1. Делитель предназначен для уменьшения входных исследуемых сигналов больших уровней, при этом переключатель SW1 находится в 1-ом положении. Усилитель Y_Y служит для усиления малых входных сигналов, при этом переключатель SW1 находится во 2-ом положении. Выходной сигнал усилителя поступает на пластины Y ЭЛТ, а так же на вход канала X. Все элементы канала Y обладают достаточно широкой полосой частот пропускания.

Канал горизонтального отклонения состоит из генератора развертки (ГР), усилителя (Y_X), и двух переключателей SW2, SW3. Вход внешней синхронизации (ВС) предназначен для запуска генератора развертки (ГР) внешним вспомогательным сигналом. Генератор развертки формирует линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение, которое через усилитель (Y_X), поступает на пластины X ЭЛТ. Это напряжение в течении определенного интервала времени «разворачивает» исследуемый сигнал по горизонтальной оси с постоянной скоростью. С помощью переключателя SW3 выбирается режим развертки:

1-режим линейной развертки (Y-t);

2- режим (Y-X), в частности круговой развертки.

Электронно- лучевая трубка.

Конструктивно ЭЛТ представляет собой стеклянный баллон с вакуумом, в который встроены металлические электроды (рис 4.2). Внутренняя поверхность экрана ЭЛТ покрыта люминофором-веществом которое светиться в месте удара потока электронов.

Нить накала (НН), находящаяся внутри цилиндра катода (К) нагревает его. С поверхности нагретого катода вылетают электроны, которые, стремясь к высокому положительному потенциалу анодов A1 и A2, проходят сквозь модулятор. Модулятор (М) имеет отрицательный по отношению к катоду потенциал, изменяя который, можно менять число проходящих сквозь него электронов, меняя тем самым яркость изображения. Аноды образуют своеобразную электронную линзу, благодаря которой осуществляется фокусировка потока электронов (изображения)

Рассмотренные электроды (НН, К, М, А1, А2) образуют так называемую электронную пушку, назначение которой – формирование узкого пучка летящих с большой скоростью электронов (луча). Далее поток электронов пролетает между двумя парами пластин (X и Y), рассоложенных взаимно перпендикулярно. Приложенные к пластинам напряжения отклоняют луч, и определяют положение светящегося пятна на экране.